[쿠키뉴스] 임중권 기자 =◆배터리 내부에는 전기가 가득 찼을까?
배터리 내부에는 전기가 아닌 양극, 음극, 분리막, 전해액 등의 배터리 구성 요소들이 들어 있다. 배터리 내부의 리튬 이온이 이동하면서 전기가 만들어진다. 리튬이온이 음극으로 이동하며 전자가 이동하는 것이 충전 반응이며 이에 대한 역반응이 방전 반응이다.
◆기존 건전지와 리튬이온배터리의 차이는?
건전지와 리튬이온배터리를 구성하는 물질 자체가 다르다. 건전지 안의 물질은 한 번 사용하고 나면 재사용을 할 수 없고, 리튬이온배터리의 경우는 방전이 되더라도 충전을 통해 재사용을 할 수 있는 물질들로 구성됐다.
◆리튬이온배터리는 스마트폰 이외에 어디에 사용되고 있을까?
대부분의 휴대용 기기 내에 탑재된다. 대표적으로 무선 이어폰, 노트북, 전동공구, 전기자전거, 전기자동차, 전동 킥보드 등 다양한 애플리케이션에 리튬이온배터리가 사용된다. 리튬이온배터리는 작지만 많은 에너지를 낼 수 있고, 메모리효과도 없기 때문에 다양한 제품에 활용되고 있다.
◆배터리 자주 충전해도 괜찮을까?
리튬이온배터리는 과거에 사용되던 전지처럼 완전 방전되지 않은 채 충전을 하면 실제 용량이 줄어드는 ‘메모리 효과'가 없기 때문에 자주 충전을 해도 문제가 없다.
◆급속 충전을 하면 배터리에 악영향을 주나?
최근에 개발된 배터리들은 정상적인 급속 충전기를 함께 사용한다면 문제가 없다. 초기 리튬이온배터리의 경우 급속 충전을 하면 내부 소재들이 쉽게 열화돼 배터리의 성능이 저하되는 문제가 발생하기도 했다. 그러나 최근에는 소재기술이 개선되면서 급속 충전이 기본이라 할 만큼 우수한 성능의 배터리들이 출시되고 있다.
◆충전기를 꽂은 상태에서 IT 기기를 사용하면 배터리 수명이 줄어들까?
전원을 꽂는 것은 외부에서 전기를 받아들이는 과정이다. 그 전기의 일부가 IT 기기를 사용하는 데 직접 쓰이고, 일부는 배터리 충전에 사용된다. 이에 따라 충전속도가 다소 느려질 뿐 배터리 자체에는 아무 문제가 없다.
◆리튬이온배터리는 온도에 영향을 많이 받는다?
기본적으로 온도가 낮아지면 배터리의 전반적인 화학반응이 느려진다. 온도가 낮아질수록 배터리의 내부 저항이 증가하고, 리튬이온의 이동 속도가 저하되며 배터리 전압도 낮아진다. 따라서 충분한 전기를 만들지 못하게 된다.
고온에서는 저온과 같은 성능 저하는 없다. 다만 무더운 여름철 한낮에 35도 이상에 뜨거운 태양열까지 내리쬔다면 배터리의 온도가 100도에 육박할 수 있다.
실생활 온도를 벗어난 고온에 IT기기들을 방치하면 내부 과열로 인해 배터리 수명이 줄어들고, 부품 손상이 발생할 수 있다. 특히 휴가지에서는 햇볕에 IT기기들이 직접 노출되지 않도록 주의하는 것이 좋다.
◆배터리를 냉장고 안에 넣어두면 오래 사용할 수 있나?
냉장고 안에 배터리를 넣어두는 시간만큼 배터리가 구동하지 않아 잠깐 에너지를 버는 것일 뿐이다. 그렇게 발생하는 에너지의 양도 미미하기 때문에 사용 시간과는 크게 연관이 없다.
◆배터리 사용 시간이 얼마 안 남았을 때, 따뜻하게 해주면 더 오래 쓸 수 있을까?
온도가 적당히 높아지면 배터리 내부 화학반응이 활발해지므로 조금 더 에너지를 사용할 수는 있다. 하지만 에너지를 생성하는 비율이 미미한 수준이다.
◆여름철 배터리 사용에 있어 특히 주의할 점은?
배터리의 내부 물질들은 온도에 따라 반응을 일으킬 수 있다. 온도가 60℃가 넘어가면 배터리 내부 성분들이 반응을 일으켜 가스가 발생할 수도 있다. 고온에서 보관하지 않는 편이 좋다.
◆부풀어 오르는 배터리, 그 이유는?
배터리를 충전할 경우 리튬이온이 양극에서 음극으로 이동하고, 반대로 배터리가 방전될 때는 리튬이온이 음극에서 양극으로 이동한다. 이동한 리튬이온은 양극이나 음극에 흡수되는데, 흡수될 때 재료의 부피가 늘어나게 된다.
지속적인 충·방전을 하더라도 리튬이온이 빠져나가면 원래의 초기 부피로 복원이 돼야 하는데 그러한 소재 성능이 저하돼 점차 전극이 불어나 배터리가 부풀게 된다. 결국 일종의 부작용이다. 이에 국내 배터리 사들은 배터리 개발 시 이러한 부작용들이 발생하지 않도록 다양한 안전성 테스트를 진행하고 있다.
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